Quantos micróbios são necessários para deixá-lo doente? | Revista Quanta

Para que um patógeno nos deixe doentes, ele precisa superar muita coisa. Primeiro tem que entrar no corpo, contornando barreiras naturais como pele, muco, cílios e ácido estomacal. Então precisa se reproduzir; algumas bactérias e parasitas podem fazer isso praticamente em qualquer parte do corpo, enquanto os vírus e alguns outros patógenos só podem fazer isso dentro de uma célula. E ao mesmo tempo, deve impedir os ataques do sistema imunológico do corpo.

Assim, embora sejamos constantemente inundados por micróbios, o número de micróbios que entram no nosso corpo é geralmente demasiado baixo para ultrapassar as nossas defesas. (Uma dose suficientemente pequena pode até servir para lembrar o nosso sistema imunitário da existência de um agente patogénico, aumentando a nossa resposta de anticorpos para nos manter protegidos contra ele.)

Quando um número suficiente de patógenos consegue romper nossas defesas e começa a se replicar, ficamos doentes. Muitas vezes este é apenas um jogo de números. Quanto mais invasores você combater, maior será a probabilidade de você se sentir mal.

Quantos micróbios precisam entrar no corpo antes de começarmos a nos sentir mal?

Isso varia de acordo com o patógeno e é conhecido como “dose infecciosa” do micróbio. Normalmente são necessários alguns, mas alguns micróbios requerem um número incrivelmente pequeno de organismos para iniciar uma infecção. Veja o norovírus, por exemplo, a doença estomacal conhecida por se espalhar sempre que as pessoas estão em contato próximo e tocam as mesmas superfícies, como em cruseiros. Sua dose infecciosa pode ser tão pequena quanto 18 vírus individuais, tornando-o incrivelmente fácil de transmitir. Também é muito resistente mesmo fora do corpo, portanto, uma pessoa infectada que está exsudando o vírus pode deixar uma grande quantidade dele para trás – o suficiente para infectar outras pessoas facilmente, mesmo vários dias depois.

E o conceito de “carga viral”? Isso está relacionado?

São ideias semelhantes, mas enquanto a dose infecciosa se refere a quantos organismos levarão a uma infecção, a carga viral é uma medida activa da infecção: o número de organismos que se replicam no hospedeiro. A terminologia foi apresentada pela primeira vez ao público em geral como parte da nossa compreensão do VIH/SIDA, e a sua utilização aumentou após o início da pandemia de Covid.

Como os pesquisadores descobrem a dose infecciosa de um micróbio?

Essa ainda é uma ciência inexata. O estudo padrão-ouro, denominado estudo de desafio humano, envolve dar propositalmente às pessoas uma dose do patógeno. Infelizmente, esta abordagem é eticamente difícil uma vez que (obviamente) acarreta um risco de doenças graves e potenciais complicações a longo prazo.

Então, em vez disso, os pesquisadores expõem porquinhos-da-índia, ratos, camundongos ou furões, dependendo do patógeno. Mas pode ser difícil extrapolar diretamente a dosagem animal para o equivalente humano.

Além disso, a rota da infecção é importante. Algo que entra direto na corrente sanguínea provavelmente exigirá muito menos micróbios para se instalar do que algo que entra pela boca ou pelos pulmões, por exemplo, uma vez que a corrente sanguínea permite que o patógeno contorne muitas defesas do hospedeiro. É por isso que, por exemplo, o risco de infecção pelo HIV é muito maior quando se trata de uma transfusão de sangue ou picada de agulha em comparação com uma via sexual.

Uma terceira forma de tentar descobrir a dose infecciosa é utilizar estudos observacionais, onde os investigadores deduzem o número observando quanto tempo leva para uma pessoa exposta (especialmente em famílias ou outros ambientes de contacto próximo) ficar doente. Como você pode suspeitar, isso costuma ser confuso e inexato em comparação com os dois métodos anteriores.

Por que as doses infecciosas de alguns patógenos são maiores ou menores que as de outros?

Não temos certeza. Pode ser devido à forma como um invasor opera. Os pesquisadores têm sugerido que os patógenos que requerem contato direto com as células hospedeiras tendem a ser mais eficazes, de modo que suas doses infecciosas são bastante baixas. Mas se as bactérias atacam as células hospedeiras indirectamente (por exemplo, segregando proteínas que prejudicam as células hospedeiras), então é necessária uma dose maior de bactérias para infectar o hospedeiro, uma vez que as secreções modificadoras do hospedeiro podem ser diluídas no tempo e no espaço. Esta ideia foi apoiada numa Estudo 2012 que também analisou vírus, fungos e parasitas. Mas ainda precisamos de confirmação adicional para uma variedade maior de micróbios.

O que sabemos sobre a dose infecciosa do vírus que causa a Covid?

Aprendemos muito nos quase quatro anos desde que apareceu pela primeira vez, mas muito disso vem de modelos animais de infecção e de estudos observacionais em humanos. A maioria dos modelos animais requer uma dose elevada do vírus – 10,000 a 1 milhão de “unidades formadoras de placas” (PFUs), onde cada unidade é suficiente para infectar uma célula em cultura de tecidos e matá-la. Estudos observacionais em humanos, no entanto, sugerem que a dose infecciosa pode estar em torno de 100 a 400 UFP em média, embora, mais uma vez, este método ofereça apenas uma orientação muito aproximada.

Estes estudos sugerem que uma das razões pelas quais o vírus é tão facilmente transmissível é porque tem uma dose infecciosa relativamente baixa, semelhante a outros vírus respiratórios como o VSR e os coronavírus do “resfriado comum” (e inferior à dose infecciosa da maioria das cepas do vírus influenza).

E quando comparamos a dose infecciosa com a quantidade de vírus exalado por um indivíduo infectado, não surpreende que o vírus se espalhe tão rapidamente. A pré-impressão recente mostra que pacientes infectados podem exalar até 800 cópias de RNA viral por minuto durante cerca de oito dias após o início dos sintomas. Embora não possamos traduzir diretamente cópias de RNA na quantidade de partículas virais vivas, mesmo que metade dessas cópias de RNA sejam de um vírus atualmente infeccioso, é teoricamente possível obter uma dose grande o suficiente para iniciar uma infecção em apenas um minuto de contato próximo.

As vacinas aumentam a dose infecciosa?

Quando alguém encontra um patógeno pela segunda vez (seja devido a uma doença anterior ou a uma vacinação), várias defesas do hospedeiro entram em ação. Os anticorpos gerados pela vacinação ou infecção anterior se ligarão ao micróbio invasor. Estes irão interferir com a sua capacidade de se ligar a uma célula hospedeira ou isolar o micróbio para ingestão por células chamadas neutrófilos. E se um vírus conseguir invadir uma célula hospedeira, será alvo de destruição pelas células T de memória.

Devido a esta resposta rápida, menos micróbios invasores sobrevivem em comparação com um indivíduo ingênuo que encontra o patógeno pela primeira vez, o que aumenta efetivamente a dose infecciosa.

Como esse conhecimento pode nos ajudar a evitar doenças?

A exposição é uma função da concentração do patógeno e do tempo de contato; portanto, se você puder reduzir qualquer um deles, poderá evitar melhor as doenças infecciosas.

É por isso que, desde o início da pandemia de Covid, os especialistas recomendaram uma Modelo “queijo suíço” de proteção em camadas, com o distanciamento social de outros indivíduos desempenhando um papel fundamental. Quanto mais longe você estiver de uma pessoa infecciosa, menos partículas virais você estará exposto. Adicionar uma máscara, especialmente uma respirador de alta qualidade, como um N95 com um ajuste confortável, reduzirá ainda mais o número de vírus que você pode inalar. A ventilação também dilui o número de partículas virais no ar, por isso estar ao ar livre ou usar um filtro de ar em ambientes fechados diminui o risco de infecção.

A vacinação é outra forma de diminuir o risco de infecção por Covid. Embora as vacinas sejam imperfeitas, a vacinação ainda reduz o risco de sendo infectado em primeiro lugar, aumentando a dose infecciosa necessária para iniciar uma infecção. Também reduz as chances de desenvolvendo doença grave se você estiver infectado. Vários estudos também sugerem que as pessoas vacinadas são menos probabilidade de liberar tantas partículas de vírus e essa vacinação reduz a carga viral.

O mascaramento, o aumento da ventilação e o distanciamento reduzem o número de micróbios aos quais você está exposto. A vacinação aumenta a dose infecciosa. Esses são os pilares da proteção contra infecções de praticamente todos os patógenos. A dinâmica de transmissão é complexa, mas as intervenções que podemos realizar para nos proteger são comparativamente simples.